初中化学化学与社会发展探究题

(6分)认识燃烧，科学地利用燃烧，使燃烧为人类服务是十分重要的。
为验证可燃物燃烧的条件，某兴趣小组进行了如下探究活动。
[查阅资料]白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，两种物质
的燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，能与空气中
的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸(HPO₃)。
[设计实验]小组同学设计了下图的实验装置进行实验。
[收集证据]实验中获得了如下实验事实：
①A试管内的白磷燃烧；②热水中的白磷不燃烧；③B试管内的红磷不燃烧。
[得出结论]结论1：依据上述实验事实            (选填序号)可知：可燃物
燃烧需与氧气接触。
结论2：依据上述实验事实①③可知：可燃物燃烧需满足的条件是           。
[拓展延伸]若将A试管上带玻璃管的橡皮塞换成实心橡皮塞，在实验中可能会发生的问题是：                          ；若去除A试管上带玻璃管的橡皮塞，在实验中又可能会出现的问题是：                            。
[知识运用]我国的成语蕴含着丰富的化学知识。下面是一些与燃烧有关的成语的文学解释，请根据燃烧的条件和灭火的原理解释以下成语的化学含义。
煽风点火：比喻煽动别人闹事。                                           ；
釜底抽薪：抽去锅底下的柴火，比喻从根本上解决问题。                     。

实验室中为了鉴别2瓶失去标签的NaOH溶液和Ca(OH)₂溶液，进行如下实验：
（1）各取2mL溶液于试管中，分别滴入Na₂CO₃溶液，现象                    ，是Ca(OH)₂溶液，反应的化学方程式                                            。
（2）各取2mL溶液于试管中，通入CO₂也能鉴别出来。若不采用化学药品制取CO₂，则我的操作是                                                 。
（3）NaOH溶液中通入CO₂无明显变化，在反应后的溶液中加入下列物质仍不能证明NaOH与CO₂反应的是             。
A、稀盐酸        B、Ba(OH)₂溶液       C、酚酞溶液
（4）NaOH溶液中通入少量的CO₂后，所得溶液的溶质：
可能是Na₂CO₃，也可能是                                             。

操    作	现    象	结论
①向反应后的溶液中加入足量的             溶液；	溶液变浑浊	溶质是 Na2CO3
②静置后，用玻璃棒蘸取上层清液，滴在pH试纸上。	pH     7

 

草酸钙(化学式为CaC₂O₄，相对分子质量为128)是一种难溶于水的白色固体，受热能分解。小红同学为了探究其在加热条件下发生的变化，进行如下实验：取12.8g草酸钙固体在不断加热的条件下测得剩余固体的质量随时间变化如下图所示。请回答下列问题：

（1）t₁～t₂时问段内固体质量减少的原因是产生了一种极易与血红蛋白结合的有毒气体，该气体的化学式为             ；同时生成一种白色固体，它与大理石的主要成分相同，则该段时间内反应的化学方程式为                                      。
（2）t₂～t₃时间段内固体质量不变的原因是                             。
（3）t₃～t₄时间段内反应的化学方程式为                               。
（4）小强和小明另取12. 8g草酸钙固体加热一段时间后，对剩余固体的成分进行探究。
【查阅资料】CaC₂O₄能与稀盐酸反应，其反应的化学方程式为：CaC₂O₄+2HCl=CaCl₂+H₂C₂O₄；草酸(H₂C₂O₄) 是一种可溶于水的酸；澄清的石灰水能使紫色石蕊变蓝。
【设计方案并实验】

同学	实验操作	实验现象	结论
小强	取少量固体放入烧杯中，加适量水并搅拌。静置后，取上层清液于试管中，滴加紫色石蕊溶液	溶液变蓝色	剩余固体中一定含有       。 一定不含有           。 可能含有          。
小明	另取少量固体放入试管中，加足量稀盐酸	有气体产生	剩余固体中一定含有       。

【交流与讨论】三位同学经交流后认为，该剩余固体与图中          时间段的物质成分相同。

过氧化钠(Na₂O₂)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中，同学们将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如右图所示的装置中，发现高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭，同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来。

（1）实验过程中蜡烛由下往上依次熄灭，说明二氧化碳具有                       的性质。
（2）棉花为什么会燃烧呢？同学们认为棉花要燃烧，除了满足棉花是可燃物之外，还需满足                              、                              。
【提出问题】上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的？【查阅资料】1．在常温下Na₂O₂与CO₂、H₂O均能发生化学反应。2．无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色。【实验设计】经过讨论，同学们设计用下图所示装置进行实验探究。
【实验步骤】①检查整套装置的气密性；②把相关的试剂放入对应的仪器内；③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；④一段时间后，在P处放置一根带火星的木条，观察现象。注意：整个实验过程中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。【实验现象】①带火星的木条复燃；②无水硫酸铜没有变蓝色；③饱和的澄清石灰水变浑浊。
【实验分析】D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是                           。【实验结论】①Na₂O₂和CO₂反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件。②Na₂O₂和CO₂反应过程中伴随能量变化，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件。【拓展提高】①Na₂O₂和CO₂反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，学生甲认为生成的固体是NaOH，学生乙认为是Na₂CO₃，同学们经思考后认为_______          同学的猜想是错误的，理由是                                 。②写出Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式                                            。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式：                         。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca(OH)₂；猜想二：可能只有CaCl₂；猜想三：        。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】
实验步骤：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡
实验现象：                        
结论：猜想一不正确
实验步骤：实验步骤取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量
实验现象：                         
结论：猜想二不正确，猜想三正确
【反思与拓展】
（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑        。
（2）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？        （填序号）
a．pH试纸     b．铜     c．紫色石蕊溶液       d．硝酸银溶液
（3）烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是        （写一条）。要处理烧杯内溶液，使其溶质只含有CaCl₂，应向烧杯中加入过量的        。

著名侯氏制碱法的重要反应之一：NH₃ +CO₂ +H₂O+NaCl ="=" NaHCO₃ +NH₄Cl。在生产中，NaHCO₃易结晶析出，经过滤得到NaHCO₃晶体和滤液。某化学兴趣小组欲探究所得滤液中溶质的成分，及制得的纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数，请你参与他们的探究活动。
【查阅资料】Ⅰ．碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。
Ⅱ．2NaHCO₃  ^△  Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O； NH₄Cl  ^△  NH₃↑+HCl↑。
Ⅲ．NaCl溶液与AgNO₃溶液反应产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀。
【探究实验1】滤液中含有的溶质是什么？
【作出猜想】猜想1：NH₄Cl        猜想2：NaHCO₃      猜想3：NaCl
猜想4：……
【交流与讨论】（1）化学兴趣小组认为溶质含有NaCl，理由是                     。
（2）化学兴趣小组经过讨论，认为猜想4可能是                    。
【实验推断】

实验步骤	实验现象	实验结论及分析
①取少量滤液于试管中，滴加足量的NaOH浓溶液后加热，并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口。		滤液中含有NH4Cl，有关化学方程式： NaOH + NH4Cl =" NaCl" + NH3↑+ H2O
②另取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸。	产生无色 无味气体。	滤液中含有    ，有关化学方程式：                              。
③另取少量滤液蒸干后充分灼烧，取灼烧后的残余固体溶于水，滴加稀HNO3，再滴加AgNO3溶液。	产生白色沉淀。	滤液中含有       ，滤液蒸干后充分灼烧的目的是                。

【探究实验2】测定NaHCO₃晶体受热后所得粉末中Na₂CO₃的质量分数。
（1）样品与氯化钙溶液的反应实验（杂质不与氯化钙溶液反应）：

实验操作	实验现象	实验结论
取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl2溶液。	产生白色沉淀。	反应的化学方程式：                                。

（2）分析滴加的CaCl₂溶液要过量的原因：                                      。
（3）应后的混合物进行过滤，把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量。利用沉淀物质量计算Na₂CO₃ 的质量分数为96%。如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于96%，这是因为                                                                。

纯碱是一种重要的盐类物质，在化学工业中用途极广。小红同学为探究纯碱的化学性质进行了猜想，并设计实验进行验证。请你帮助她将下列实验报告填写完整。

猜想	实验操作	实验现象	结论（或化学方程式）
猜想一：纯碱溶液显碱性		溶液变红	纯碱溶液显碱性
猜想二：能与盐酸反应	取少量纯碱溶液于试管中，滴加稀盐酸		化学方程式：
猜想三：能与石灰水反应	取少量纯碱溶液于试管中，滴加澄清石灰水		化学方程式：
猜想四：能与氯化钡溶液反应	取少量纯碱溶液于试管中，滴加氯化钡溶液		化学方程式：

【交流与反思】若用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，与猜想二相同，原因是                                      。

元旦联欢会上，化学老师给同学们表演了一个“水能生火”的魔术（如图所示），他将包有过氧化钠（Na₂O₂）粉末的脱脂棉放在石棉网上，向棉花上滴了几滴水，棉花立刻燃烧了起来。同学们产生了浓厚的兴趣，为什么脱脂棉会燃烧起来呢？

【提出猜想】
a．小明认为过氧化钠（Na₂O₂）与水反应生成了可以支持燃烧的物质。
b．小刚又根据燃烧的条件，对小明的猜想进行了补充：                            。
【实验与分析】同学们设计了图的实验装置。

（1）打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速度，看到试管中有气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，看到木条复燃，你推测此气体可能是       。
（2）实验中还观察到，烧杯中的导气管口有气泡冒出，产生这一现象的原因是                          。
（3）完成了以上实验，老师介绍该反应的产物一共有两种，于是同学们又展开了进一步的研究，继续探究反应后生成的另一种物质。请你回答：另一种产物必含的元素是_______________。
【老师介绍】 过氧化钠不仅可以和水发生反应，也可以和二氧化碳反应，也能生成氧气。因此，过氧化钠经常被用于潜水艇和防毒面具中提供氧气。
【补充实验】
明确了以上性质，小芳同学又设计了一个实验（如图）：

将一团包有过氧化钠的粉末的棉花塞到漏斗的管中，漏斗下方点燃一支短蜡烛 (蜡烛火焰与棉花不接触)。请回答：
棉花             （填“能”或“不能”）燃烧。这主要是因为蜡烛燃烧生成能与过氧化钠（Na₂O₂）反应的物质___________________，同时反应放热。

(4分)实验室有一瓶标签破损的溶液，已知其中含有钠元素，推测可能是Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaCl、NaOH其中的一种或几种，为探究其成分，做了以下实验：
①测得溶液pH大于7；
②加入足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，过滤；
③向滤出的沉淀中滴加稀硝酸，部分沉淀溶解且有气体产生；
请推测：（1）该溶液中一定含有什么物质？写出生成③中未溶解沉淀的化学方程式。
（2）欲证明溶液中不含NaOH，需要补充什么实验？请写出实验步骤及现象。

同学们利用硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾四种物质的溶液进行探究学习．
【实验探究】如图所示， $A,B,C,D$四组同学分别进行了下列实验，请写出 $D$中发生反应的化学方程式。

【实验结论】完成实验后，四组同学将废液倒入同一个烧杯中，再将废液过滤，得到无色溶液和白色沉淀。向无色溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变为红色。由此判断，产生的白色沉淀是，废液中一定不含有的离子是。
【实验拓展】为验证该溶液中可能含有的离子是否存在，设计如下实验方案进行验证．

溶液中可能含有的离子	实验步骤	实验现象	实验结论
可能含有	向滤液中滴加	产生白色沉淀	含有该离子

同学们发现NaOH溶液与NaHCO₃溶液混合后无明显现象，产生疑问：两种物质是否发生了化学反应？在老师的帮助下，他们通过以下探究过程证明NaHCO₃溶液与NaOH溶液发生了反应。
（1）实验准备
①查阅资料：NaHCO₃+NaOH=====Na₂CO₃+H₂O
②用一定溶质的质量分数的NaHCO₃、NaOH和Na₂CO₃三种溶液进行如下实验，为设计实验方案提供参考。

	NaHCO3溶液	NaOH溶液	Na2CO3溶液
加入稀盐酸	现象Ⅰ	无明显变化	产生气泡
加入澄清石灰水	溶液变浑浊	无明显变化	现象Ⅱ
加入CaCl2溶液	无明显变化	溶液变浑浊	溶液变浑浊
加热溶液至沸腾，将 气体通入澄清石灰水	澄清石灰水 变浑浊	澄清石灰水 无明显变化	澄清石灰水 无明显变化

表中的现象Ⅱ为_________
（2）实验过程
【实验1】证明反应生成了Na₂CO₃
同学们选用上表实验中的药品，设计了如图所示实验，先在NaHCO₃溶液中加入A溶液，无明显现象，再滴加NaOH溶液，溶液变浑浊，则A溶液是__________。
有同学提出这个实验不足以证明有Na₂CO₃生成，其理由是_________。

【实验2】证明反应后NaHCO₃不存在
同学们参考上表中的实验，又设计了一个实验，虽然没有观察到明显的实验现象，但可以证明反应发生了，该实验方案是________。

小明家的新房装修，瓦工师傅用石灰浆（主要成分是氢氧化钙）抹墙。收工时瓦工师傅把未用完的石灰浆用沙土盖上，以备第二天再用，这样做的目的是防止石灰浆因变质而失效。
（1）请你根据所学知识写出石灰浆变质的化学方程式                                    。
（2）小明想通过实验验证石灰浆的变质情况，请你帮助小明完成以下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加一定量的水充分溶解后，过滤。	取少量滤渣于试管中，加入足量              。		反应的化学方程式为                           ； 实验的结论是该石灰浆部分变质。
取少量滤液于试管中，滴入无色酚酞试液。

（3）由此小明联想到实验室里的一些药品必须密封保存。实验室中必须密封保存的药品可分为以下几类：
①药品能与空气中的成分发生反应，如澄清的石灰水；
②药品具有挥发性，如                     ；
③                               ，如浓硫酸。

如何将粗盐中的难溶性杂质（主要是泥沙）和可溶性杂质（主要是氯化镁、氯化钙）除去，从而得到较为纯净的食盐晶体？

【实验方案】某同学为了提纯粗盐，设计了以上实验方案并进行实验
【交流与表达】
（1）实验操作X的名称是          ，该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和           ；
（2）实验步骤③的主要目的是                                      （用化学方程式回答）；判断氢氧化钠溶液已过量的方法是                                                ；
（3）实验④中生成的沉淀D是                （填化学式）；
【反思与评价】
（4）有同学认为原实验方案不完善，做出这种评价的依据是                                  ；
【实验方案再设计】
（5）为了完善原实验方案，你设计的实验是                                              （仅写出补充部分的实验操作和现象）

(9分)化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学。
（1）下列由美国《科学》杂志评出的2011年十大科学进展中的四项研究，主要属于化学探究领域的是 

A．研制出一种疟疾疫苗	B．观测奇异的恒星系
C．揭开人类起源之谜	D．研究太空中的原始气体的组成

（2）某化学反应过程的微观示意图如下：

（图中“”和“”分别表示两种不同元素的原子）
①由上图还可以看出，分子是由 构成的。
②上图中表示的物质属于纯净物的是 （选填“反应前”或“反应后”）
③在化学反应前后，分子的种类 （选填“一定改变”、“可能改变”或“一定不变”）
④化学变化中分子和原子的本质区别是 。
（3）某同学对焊接切割金属的氧炔焰很感兴趣，他查阅资料后得知：
乙炔，化学符号为C₂H₂，俗电石气。在室温下是一种无色、极易燃的气体。纯乙炔在空气中燃烧火焰温度达2100度，在氧气中燃烧可达3600度。在烧焊金属方面有重要的用途。乙炔完全燃烧生成二氧化碳和水。
该同学根据所学化学知识决定设计实验验证乙炔燃烧的产物，进行了如下实验。

操作步骤	现象	结论
在氧气中点燃烧乙炔，在火焰上方罩一干燥而冷却的烧杯	出现水雾	乙炔燃烧有水生成
翻转烧杯，倒入 ，振荡		乙炔燃烧有二氧化碳生成
乙炔完全燃烧的表达式

煤的综合利用是将煤隔绝空气加强热，使煤分解成许多有用的物质，煤气是其中一种。煤气的主要成分是什么呢？某兴趣小组为此展开了探究。
【查阅资料】（1）煤气中可能含有 $CO、C{O}_2、H_2、C{H}_4$中的一种或几种。
（2）常温下，氯化钯 $\left(PdC{l}_2\right)$溶液吸收 $CO$ 时发生的化学反应方程式为：
$CO ＋PdC{l}_2＋H_{2}O =C{O}_2＋Pd\downarrow \left(\mathrm{灰色}\right) ＋2HCl$【实验方案】兴趣小组的同学设计如下装置探究煤气中的成分。

【交流讨论】请回答实验中的有关问题：
（1）实验开始后，A 中无明显现象，说明煤气中不存在；
（2）若煤气中有 $CO$ 存在，则B中产生的现象是 ；
（3）写出C 中发生反应的化学方程式；（写一个即可）D 中浓硫酸的作用是。
（4）若F 中无水 $CuS{O}_{4_{}}$变蓝色，则E中一定发生的化学方程式为；
（5）点燃F装置导出的气体，有火焰产生。江枫认为煤气中含 $C{H}_4$，理由是 $C{H}_4$可以燃烧， $C{H}_4$燃烧的化学方程式是，老师则认为不能确认煤气中含有 $C{H}_4$，理由是。为了确定煤气中是否有 $C{H}_4$，老师接着采取的操作方法是；观察到的现象是 。由此验证煤气中一定含有 $C{H}_4$。